Ako nájsť prúd pomocou výkonu, odporu a napätia

Jednou z hlavných charakteristík elektrického obvodu je jeho prúdová sila. Meria sa v ampéroch a určuje zaťaženie vodivých drôtov, zberníc alebo dráh. Táto hodnota odráža množstvo elektriny, ktoré pretieklo vodičom za jednotku času. Existuje niekoľko spôsobov, ako ho definovať, v závislosti od údajov, ktoré poznáte. Študenti a začínajúci elektrikári preto často čelia problémom pri riešení vzdelávacích úloh alebo praktických situácií. V tomto článku vám povieme, ako zistiť prúd pomocou výkonu a napätia alebo odporu.

Ak je známy výkon a napätie

Povedzme, že potrebujete nájsť prúd v obvode, pričom poznáte iba napätie a spotrebu energie. Potom, aby ste to určili bez odporu, použite vzorec:

P = UI

Po niekoľkých jednoduchých dostaneme vzorec na výpočty

I = P/U

Je potrebné poznamenať, že tento výraz platí pre obvody jednosmerného prúdu. Ale pri výpočte napríklad pre elektromotor sa berie do úvahy jeho plný výkon alebo kosínus Phi. Potom sa pre trojfázový motor môže vypočítať takto:

Nájdeme P s prihliadnutím na účinnosť, zvyčajne leží v rozmedzí 0,75-0,88:

Р1 = Р2 / η

Tu P2 je aktívny čistý výkon na hriadeli, η - účinnosť, oba tieto parametre sú zvyčajne uvedené na typovom štítku.

Celkový výkon nájdeme s prihliadnutím na cosF (je uvedený aj na typovom štítku):

S = P1 / cosφ

Určte spotrebovaný prúd podľa vzorca:

Inom = S / (1,73 U)

Tu je 1,73 odmocnina z 3 (používa sa na výpočet trojfázového obvodu), U je napätie v závislosti od zahrnutia motora (trojuholník alebo hviezda) a počtu voltov v sieti (220, 380, 660, atď.). Aj keď u nás sa najčastejšie nachádza 380V.

Ak je známe napätie alebo výkon a odpor

Existujú však problémy, keď poznáte napätie na úseku obvodu a veľkosť zaťaženia, potom na nájdenie aktuálnej sily bez napájania použite Ohmov zákon, s jeho pomocou vypočítame prúdovú silu cez odpor a napätie.

I = U/R

Niekedy sa však stáva, že potrebujete určiť silu prúdu bez napätia, to znamená, že poznáte iba výkon obvodu a jeho odpor. V tomto prípade:

P = UI

Navyše podľa toho istého Ohmovho zákona:

U = IR

že:

 P = I²* R

Výpočet sa teda vykonáva podľa vzorca:

ja²= P/R

Alebo vezmite výraz na pravej strane výrazu pod koreňom:

I = (P / R)^1/2

Ak je známe EMF, vnútorný odpor a zaťaženie

Problémy študentov trikov zahŕňajú prípady, keď dostanete hodnotu EMF a vnútorný odpor zdroja energie. V tomto prípade môžete určiť prúd v obvode podľa Ohmovho zákona pre celý obvod:

I = E / (R + r)

Tu E je EMF, r je vnútorný odpor zdroja energie, R je záťaž.

Joule-Lenzov zákon

Ďalšou úlohou, ktorá môže uvrhnúť aj viac či menej skúseného študenta do strnulosti, je určiť silu prúdu, ak je známy čas, odpor a množstvo tepla generovaného vodičom. Aby ste to urobili, nezabudnite Joule-Lenzov zákon.

Jeho vzorec vyzerá takto:

Q = I²Rt

Potom vykonajte výpočet takto:

ja²= QRt

Alebo odmocnite pravú stranu rovnice:

I = (Q / Rt)^1/2

Niekoľko príkladov

Na záver navrhujeme konsolidovať získané informácie na niekoľkých príkladoch úloh, v ktorých musíte nájsť aktuálnu silu.

1 úloha: Vypočítajte I v reťazci dvoch rezistorov v sériovom a paralelnom zapojení. R odpory 1 a 2 Ohm, napájanie 12 voltov.

Z podmienky je zrejmé, že pre každú z možností pripojenia musíte uviesť dve možnosti odpovede. Potom, aby ste našli prúd v sériovom zapojení, najprv pridajte odpory obvodu, aby ste získali súčet.

R₁+ R₂= 1 + 2 = 3 ohmy

Potom môžete vypočítať aktuálnu silu podľa Ohmovho zákona:

I = U / R = 12/3 = 4 ampéry

Keď sú dva prvky zapojené paralelne, Rtotal možno vypočítať takto:

Rtot = (R1 * R2) / (R1 + R2) = 1 * 2/3 = 2/3 = 0,67

Potom je možné vykonať ďalšie výpočty takto:

I = 12 * 0,67 = 18 A

Úloha 2: vypočítajte prúd so zmiešaným pripojením prvkov. Na výstupe zdroja je 24V a odpory sú: R1 = 1 Ohm, R2 = 3 Ohm, R3 = 3 Ohm.

Najprv musíte nájsť súčet R R2 a R3 zapojené paralelne pomocou rovnakého vzorca, aký sme použili vyššie.

R priv = (R2 * R3) / (R2 + R3) = (3 * 3) | (3 + 3) = 9/6 = 3/2 = 1,5 Ohm

Teraz bude diagram vyzerať takto:

Ďalej nájdeme prúd podľa rovnakého Ohmovho zákona:

I = U / (R1 + R priv) = 24 / (1 + 1,5) = 24 / 2,5 = 9,6 ampérov

Teraz viete, ako nájsť intenzitu prúdu, keď poznáte výkon, odpor a napätie. Dúfame, že poskytnuté vzorce a príklady výpočtov vám pomohli zvládnuť materiál!

Asi nevieš:

• Ako vypočítať prierez kábla
• Ako previesť ampéry na kilowatty
• Ako nájsť drôt v stene